Закон Архимеда

Как вычислить силу Архимеда для плавающего тела?

Если плавающее тело имеет простую форму, то легко вычислить, чему равна сила Архимеда.

РЕШИМ ЗАДАЧУ

Найдём силу Архимеда, действующую на плавающий брусок. Плотность жидкости ρ_ж, площадь основания бруска S, нижнее основание бруска находится на глубине h (рис. 22.3).

силы Архимеда

Рис. 22.3. К расчёту силы Архимеда, действующей на плавающий брусок

Р е ш е н и е. На глубине h давление жидкости р = ρ_жgh, поэтому жидкость давит на нижнее основание бруска вверх с силой F_A = ρ_жghS. Это и есть сила Архимеда (силы давления жидкости на боковые грани бруска взаимно уравновешиваются).

Присмотримся теперь к полученному ответу.

Произведение hS равно объёму погружённой в жидкость части бруска (на рис. 22.3 эта часть показана более тёмным цветом). Если умножить этот объём на плотность жидкости ρ_ж, получится масса жидкости в этом объёме. А умножив эту массу на g, получим вес жидкости в объёме погружённой части бруска.

Итак, мы получили, что сила Архимеда равна по модулю весу жидкости, объём которой равен объёму погружённой части бруска. Пока мы доказали это для тела, частично погружённого в жидкость. Рассмотрим теперь тело, полностью погружённое в жидкость.

РЕШИМ ЗАДАЧУ

Найдём силу Архимеда (равнодействующую сил давления жидкости), действующую на полностью погружённый в жидкость брусок. Плотность жидкости ρ_ж, площадь основания бруска S, высота бруска d.

Рис. 22.4

Рис. 22.4. К расчёту силы Архимеда, действующей на полностью погружённый в жидкость брусок

Окончание >>>